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Volume 32: Pages 22-31, 2019
Euclidean geometry in evolved general relativity leads to a prototype of future ephemerides, and computation of orbital precession at sub-micro-arcsecond accuracy, using three independent methods
Abhijit Biswas and Krishnan R. S. Mania)
Indian Association for the Cultivation of Science, 2A, Raja S. C. Mullick Road, Calcutta 700 032, India
Quoting from a previous abstract of an article of the present authors [A. Biswas and K. R. S. Mani, Phys. Essays 30, 421 (2017)]: “Einstein stated two dictums, so that more experimental facts can replace the previously adopted hypotheses and General Relativity (GR) can evolve to ‘grand aim’ or perfection. In the absence of appropriate experimental facts during pre- CEREPAC (Century-long Experience of Relativity-related Experiments on Physics, Astronomy and Celestial-mechanics) era, Einstein found no ‘escape’ from the consequence of non-Euclidean geometry, while keeping all frames permissible based on contemporary knowledge. Bergmann also stated in 1968 that the ‘principle of general covariance’ has brought about serious complication in GR. During CEREPAC, relativists and mathematical-astronomers invariably identified the appropriate ‘nature’s preferred-frame’, which was later found essential for operation of conservation laws. Based on CEREPAC, replacing the experimentally unverifiable hypotheses with experimentally proven principles, and improving upon the GR-astronomers model (developed by JPL, USA, as an evolved-version of GR-conventional model) in two successive stages, GR was remodeled to what became evident as Evolved General Relativity (EGR), after it enabled the elimination of all earlier-adopted ‘ad-hoc’ methods or approaches, and of the problems, paradoxes and anomalies, associated with the applications of GR, during CEREPAC, and after it unraveled the ‘General relativistic nature of speed-of-light (c)’ which links the variable cr with Fr, the local Gravitational Red-Shift Factor (as stated by Einstein between 1911–21). Consequent to the space-age developments in numerical simulation and in the availability of precision observational data, it got proven that nature itself operates the conservation laws of energy, and of linear and angular momentums (both magnitudes and directions), with respect to the appropriate ‘nature’s preferred frame’; this provided sufficient reason for giving up the ‘relativity of all frames’, bringing back Euclidean geometry in EGR.” Euclidean space in EGR enabled development of a Prototype of future Ephemerides, leading to five orders-of-magnitude improvement in accuracy of computation of the various components of precession of Planetary orbits, using three independent methods: the first method calculates Total precession aExV in a model-independent way, Directly from the Prototype Ephemeris; the second method computes aDrn, applying the Conservation Law of magnitude of the Orbital Angular Momentum, Mq, and adds a small precession qG governed by the conservation law of direction of linear momentum vector, v, so as to match aExV, up to 0.1 Micro-arcsecond (las) accuracy; and, the third method computes Orbital precession qP to match aDrn, by envisaging an elliptic orbit that precesses over the orbital plane, and simultaneously swings due to its f rotation, governed by the respective conservation law of magnitude of the angular momentums, Mq and Mf. By closely matching the aExV generated from model-independent method, EGR proved that it has been able to unravel the nature’s methodology for conservation of linear and orbital angular momentums. The prototype ephemeris leads to a two-step methodology to generate a new ephemeris by doing simultaneous angular momentum conservation for both Mq et Mf, while simultaneously doing LSA (least squares adjustment) using precise observational data; and, then using this new Ephemeris, run the EGR program for planetary orbits, to determine the accuracy level of qP using its “three-methods-match.
En citant un résumé précédent d'un article des auteurs actuels [A. Biswas et K.R.S. Mani, Phys. Essays, 30, 421 (2017)]: “Einstein a énoncé deux dictons, de sorte que davantage de faits expérimentaux puissent remplacer les hypothèses précédemment adoptées et que la relativité générale (RG) puisse évoluer vers un ‘objectif général’ ou une perfection. En l'absence de faits expérimentaux appropriés pendant l'ère pré-CEREPAC (expérience séculaire d'expériences sur la physique, l'astronomie et la mécanique céleste liées à la relativité), Einstein ne trouva pas d'échappatoire aux conséquences de la géométrie non euclidienne, tout en conservant tous les cadres permis sur la base des connaissances contemporaines. Bergmann a également déclaré en 1968 que le 'principe de covariance générale’ avait entraîné de graves complications en matière de ressources génétiques. Au cours du CEREPAC, les relativistes et les astronomes mathématiciens ont invariablement identifié le ‘cadre privilégié de la nature’ approprié, qui s’est ensuite révélé essentiel pour l’application des lois sur la conservation. Basé sur CEREPAC, remplaçant les hypothèses expérimentalement invérifiables par des principes éprouvés et améliorant le modèle RG-astronomes (développé par JPL, États-Unis, en tant que version évoluée du modèle RG-conventionnel) en deux étapes successives, RG a été remodelé et est devenue relativité générale évoluée (RGE), après avoir permis l’élimination de toutes les méthodes ou approches ‘ad-hoc’ précédemment adoptées, ainsi que des problèmes, paradoxes et anomalies, associés aux applications des ressources génétiques, pendant et après le CEREPAC). Elle a révélé la ‘nature relativiste générale de la vitesse de la lumière (c)’ qui relie la variable cr à Fr, le facteur de décalage vers le rouge gravitationnel local (comme l'a déclaré Einstein entre 1911 et 21). En raison des développements de la simulation numérique et de la disponibilité de données d’observation de précision, il a été prouvé que la nature elle-même applique les lois de conservation de l’énergie, ainsi que des moments cinétiques et linéaires ‘Cadre préféré de la nature’; cela fournissait une raison suffisante pour abandonner la ‘relativité de toutes les images’, ramenant ainsi la géométrie euclidienne dans la RG “.L’espace euclidien en RGE a permis de mettre au point un prototype de futurs éphémérides, ce qui a permis d’améliorer de cinq ordres de grandeur la précision du calcul des différentes composantes de la précession des orbites planétaires, selon trois méthodes indépendantes: la première méthode permet de calculer la précession totale aExV manière indépendante du modèle, directement à partir des prototypes Ephemeris; la deuxième méthode calcule aDrn, en appliquant la loi de conservation de la magnitude du moment angulaire orbital, Mq, et ajoute une petite précession qG régie par la loi de conservation de la direction du vecteur linéaire du moment, v, de manière à correspondre à aExV, jusqu'à 0.1 Micro précision à la seconde (mas); et la troisième méthode calcule la précession orbitale qP pour correspondre à aDrn, en envisageant une orbite elliptique qui précède sur le plan orbital, et qui pivote simultanément en raison de sa rotation f, régie par la loi de conservation respective de la magnitude des moments cinétiques, Mq et Mf. En comparant étroitement l'aExV généré par la méthode indépendante du modèle, RGE a prouvé qu'il avait été en mesure de démêler la méthodologie de Nature pour la conservation des moments angulaires linéaire et orbital. Les prototypes d'éphémérides conduisent à une méthodologie en deux étapes pour générer un nouvel éphéméride en effectuant une conservation simultanée du moment angulaire pour Mq et Mf, tout en effectuant simultanément un ajustement LSA (ajustement des moindres carrés) en utilisant des données d'observation précises; et, en utilisant ensuite ces nouveaux éphémérides, exécutez le programme RGE pour les orbites planétaires, afin de déterminer le niveau de précision de qP à l’aide de sa "correspondance à trois méthodes".
Key words: General Relativity; Evolved General Relativity; General Relativistic Speed of Light; Space Experiment, Precession; MicroArcsecond; Orbital Motion; Celestial Mechanics; Ephemerides; Planets and Satellites.
Received: October 23, 2018; Accepted: December 19, 2018; Published Online: January 4, 2019
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